相间短路的阶段式电流保护

图5
    说明：当保护3的电流速断保护长期投入时，保护2与保护3配合点可选在保护2速断保护区末端（图 中k1点）。K1点短路故障时，保护3与保护2通过最大短路电流时，△t1应不小于0.5~0.7s;同时，在常见运行方式下，k2点短路故障时△t2不小于一个时间级差。
    5. 电压闭锁的方向电流保护：
    在双侧电源线路上，电流保护应增设方向元件以构成方向电流保护，增设方向元件后，只反映正向短路故障。对电流保护Ⅱ段，装设方向元件后，可不与反方向上的保护配合，有时可以提高灵敏度。同时，将低电压元件引入方向电流保护，可提高方向电流保护的工作可靠性，有时也可提高过电流保护的灵敏度，低电压闭锁元件的动作电压一般去60%~70%的额定电压。
    （1）功率方向元件及动作区域：
    ①传统的相间短路功率方向继电器，采用的接线方式是90度接线。
    ②微机保护中方向元件判断方向所根据的电压、电流也被称为接线方式。
    ③为保证各种相同短路的方向元件能可靠灵敏动作，反映相间短路故障的方向元件也多采用90度接线。
    ④微机保护中方向元件可以有控制字（软连接片）选择正方向、反方向动作方式。
    （2）按相启动：
    因方向元件动作十分灵敏，在负载电流作用下就能动作，所以路线发生短路故障时，只有故障相的方向元件能正确判别故障方向，而非故障相方向元件负载电流（中性点接地电网中非故障相中还有故障分量电流）的作用不能正确判别方向。为此，故障相电流元件应与该相方向元件串联（即相“与”）后启动该段时间方向，这就是按相启动。
    （3）低电压闭锁的方向电流保护：
    ①与常规保护相同，微机电流保护也设计成三段式。三段均可选择带方向用于线路保护或不带方向用于馈线保护。为了提高过流保护的灵敏度及提高整套保护动作的可靠性，线路电流保护可经低电压闭锁。
    对微机线路保护设置电压闭锁不需要增加任何硬件，完全采用软件来实现。
    在微机保护中有两种定值：
    开关型定值：开关型定值常用定值控制字KG表示，KG=1为保护投入；KG=0为保护退出。
    数值型定值。
    ②低电压闭锁的方向电流速断保护逻辑框图：

图6 低电压闭锁的方向电流速断保护逻辑框图
    说明：在图中，当控制字KG1.1、KG1.2、KG1均为“1”时（Ⅱ段、Ⅲ段相类似），就构成了带低电压闭锁的方向电流保护，其中低电压元件反映的是带有故障相的相间电压，即低电压元件在所在相（如A相）相关的低电压元件（KVU12，KVU31）任一个动作时，即解除闭锁。为防止在线路发上短路故障时，非故障相的方向元件误动作而导致方向电流保护误动，采用方向元件与电流元件相“与”，即采用按相启动加以避免。
    在一般情况下，电压元件作闭锁元件，电流元件作测量元件。对I段电流保护电压元件应保证线路末端故障有足够的灵敏度；对Ⅱ段电流保护电压元件应保证保护区末端短路故障时有足够的灵敏度；对Ⅲ段电流保护，电流元件应躲过最大负载电流，但是在考虑最大负载电流时，只需考虑正常情况下可能出现的严重情况（双回线之一断开、备用电源自投、环网解环、由调度方式部门提供的事故过负载等），可以不考虑负载自启动电流的影响。因此，带低电压闭锁的电流保护灵敏度可以提高。电压元件应躲过保护安装处的最低运行电压。
    另外，在中性点直接接地电网中，第Ⅲ段电流元件的电流定值应躲过单相接地时非故障相故障分量电流与负载电流之和，以保证方向过电流保护正确判断故障方向。而在中性点不直接接地电网中，无需考虑这点。
    低电压闭锁元件引入方向电流保护，可提高方向电流保护的工作可靠性，有时也可提高过电流保护的灵敏度。低电压闭锁元件的动作电压一般取60%~70%的额定电压即可。